(57)【要約】【課題】ウェハレベルで集積回路基板及びマイクロマシン、さらにはカバーとなるＬＴＣＣ基板等を集積化することができるようにした、機能デバイス及びその製造方法を提供する。【解決手段】機能デバイス１０は、集積回路が配設されている集積回路基板１１と、集積回路基板を覆うカバー基板１３と、集積回路基板１１とカバー基板１３とを封止する周状の封止部１４と、集積回路基板１１とカバー基板１３との間に配設され集積回路基板１１とカバー基板１３の何れかに電気的に接続されるマイクロマシン１２と、を備えて構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
集積回路が配設されている集積回路基板と、
上記集積回路基板を覆うカバー基板と、
上記集積回路基板と上記カバー基板とを封止する周状の封止部と、
上記集積回路基板と上記カバー基板との間に配設され該集積回路基板とカバー基板の何れかに電気的に接続されるマイクロマシンと、
を備えた、機能デバイス。
【請求項２】
前記集積回路基板の表面に設けられた周状の封止用金属パッドと該封止用金属パッドに対応して前記カバー基板に設けられた周状の封止用金属パッドとが、該封止用金属パッドの何れか一方又は双方に設けられた封止部を介して接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の機能デバイス。
【請求項３】
前記集積回路基板が、その表面に前記集積回路からの取出し電極用の金属パッドを備え、
前記カバー基板が、内部に受動部品を内蔵したセラミック基板であって、
該セラミック基板の表面には上記受動部品と前記マイクロマシンとを接合するための金属パッドが配設され、
前記カバー基板の上記金属パッドと前記集積回路基板の上記金属パッドとが、該金属パッドの何れか一方又は双方に設けられた金属バンプを介して接合されていることを特徴とする、請求項１に記載の機能デバイス。
【請求項４】
前記集積回路基板と前記カバー基板とを所定の間隔にするために、前記集積回路基板又はカバー基板が、対向する基板表面側へ突出したストッパ部を備えていることを特徴とする、請求項１〜３の何れかに記載の機能デバイス。
【請求項５】
前記カバー基板がガラス基板であって、前記マイクロマシンが該ガラス基板に接合されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の機能デバイス。
【請求項６】
Ｓｉ基板の犠牲層上に形成されたＳｉデバイス層にマイクロマシンを作製する第一の段階と、
上記Ｓｉ基板とほぼ同じ熱膨張率の材料から成るカバー基板の下面に封止用及び接合用の金属パッドを形成する第二の段階と、
内部に集積回路が構成された集積回路基板の上面に接合用及び封止用の金属パッドを形成し、該金属パッド上に金属バンプを形成する第三の段階と、
上記第三の段階で形成された上記金属バンプの上に接合層及び封止部を形成する第四の段階と、
上記第一の段階で作製された上記マイクロマシンを、上記第二の段階で上記金属パッドを形成された上記カバー基板に対して陽極接合によって接合し、上記犠牲層をエッチングして上記Ｓｉ基板を除去する第五の段階と、
上記集積回路基板上に上記カバー基板を載置して、上記封止部を用いて上記集積回路基板と上記カバー基板とを接合し、これら集積回路基板及びカバー基板の間の領域を封止する第六の段階と、
を含んでいることを特徴とする、機能デバイスの製造方法。
【請求項７】
Ｓｉ基板の犠牲層上に形成されたＳｉデバイス層にマイクロマシンを作製する第一の段階と、
上記Ｓｉ基板とほぼ同じ熱膨張率の材料から成るカバー基板の下面に封止用及び接合用の金属パッドを形成し、該金属パッド上に接合層及び封止部を形成する第二の段階と、
内部に集積回路が構成された集積回路基板の上面に接合用の金属パッド及び封止用の金属パッドを形成し、該金属パッド上に金属バンプを形成する第三の段階と、
上記第三の段階で形成された金属バンプのうち、上記マイクロマシンと接合する該金属バンプ上に接合層を形成する第四の段階と、
上記第一の段階で作製された上記マイクロマシンを上記第四の段階で接合層を形成された集積回路基板に対して金属接合によって接合し、上記犠牲層をエッチングして上記Ｓｉ基板を除去する第五の段階と、
上記集積回路基板上に上記カバー基板を載置して、上記カバー基板上の封止部を用いて上記集積回路基板と上記カバー基板とを接合し、これら集積回路基板及びカバー基板の間の領域を封止する第六の段階と、
を含んでいることを特徴とする、機能デバイスの製造方法。
【請求項８】
前記第三の段階で金属バッド上に形成される金属バンプが、前記第六の段階で液相にならない材料で成ることを特徴とする、請求項６又は７に記載の機能デバイスの製造方法。
【請求項９】
前記犠牲層はＧｅ又は樹脂から成ることを特徴とする、請求項６〜８の何れか記載の機能デバイスの製造方法。
【請求項１０】
前記第六の段階が、真空，不活性ガス及び乾燥ガスの何れかの雰囲気中で行われることを特徴とする、請求項６〜９の何れかに記載の機能デバイスの製造方法。
【請求項１１】
前記第一の段階で、前記マイクロマシン作製と同時に、前記集積回路基板と前記カバー基板とを所定の間隔にするためのストッパ部を形成し、
前記第三の段階で、上記集積回路基板上のストッパ部に対応する金属パッド上に金属バンプを形成し、
前記第五の段階で、このストッパ部を上記マイクロマシンと共に、カバー基板の下面に陽極接合によって接合し、
前記第六の段階で、上記ストッパ部を上記集積回路基板上の対応する金属パッドに当接させることを特徴とする、請求項６，９，１０の何れかに記載の機能デバイスの製造方法。
【請求項１２】
前記第二の段階で、前記カバー基板として内部に受動部品を内蔵するセラミック基板を使用して、
前記第六の段階で、前記カバー基板内の受動部品を前記集積回路基板内の集積回路に対して接続することを特徴とする、請求項６〜１０の何れかに記載の機能デバイスの製造方法。
【請求項１３】
前記第二の段階で、前記カバー基板としてガラス基板を使用して、
前記第五の段階で、前記マイクロマシンを上記ガラス基板に移転することを特徴とする、請求項７〜１０の何れかに記載のマイクロマシン及び集積回路が一体化されたデバイスの製造方法。
【請求項１４】
前記第二の段階で、前記カバー基板として、上下に貫通する貫通配線を備えたガラス基板を使用して、
前記第六の段階で、前記集積回路基板内の集積回路及びマイクロマシンの取出し電極を、上記貫通配線を介してカバー基板の上面に露出させることを特徴とする、請求項１３に記載の機能デバイスの製造方法。
【請求項１５】
前記第三の段階で、前記集積回路基板として、上下に貫通する貫通配線を備えた集積回路基板を使用して、
前記第六の段階で、前記集積回路基板内の集積回路及びマイクロマシンの取出し電極を、上記貫通配線を介して集積回路基板の下面に露出させることを特徴とする、請求項１３に記載の機能デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積回路基板にマイクロマシンを積層した、機能デバイス及びその製造方法  に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｓｉ基板に大規模集積回路（以下、大規模集積回路をＬＳＩと呼ぶ）を組み込んだ所謂ＬＳＩ基板に対して、マイクロマシン（以下、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）と呼ぶ。）を組み込む場合には、表面マイクロマシニングによってＬＳＩとＭＥＭＳをＳｉ基板上に同時に作製する方法が知られている。この方法においては、ＭＥＭＳを構成する多結晶シリコン（Ｓｉ）のストレス緩和のために、例えば１０００℃以上で３０分の高温プロセスのアニール処理が必要である。従って、デザインルールの小さい、例えば１μｍ程度以下の微細なＬＳＩを集積化することが困難である。
【０００３】
多結晶シリコン（Ｓｉ）を多結晶シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）に変更すれば、プロセス温度は４００℃程度まで低くすることができるが、多結晶ＳｉＧｅの組成制御等が難しい。また、メタライゼーションによる表面マイクロマシニングの場合には、スパッタ金属膜やめっき膜によりＭＥＭＳを作製することになるため、振動したとき等の機械的特性が良くない。さらに、パッケージは別に手当する必要がある。また、ＬＳＩとＭＥＭＳをＳｉ基板上に同時に作製することから、ＬＳＩ基板の製造を一般的なＬＳＩファンドリに委託することができないことが多い。さらに、ＬＳＩの直上にＭＥＭＳを構成することができないので、Ｓｉ基板の面積効率が低くなってしまう。
【０００４】
これに対して、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板の一部にＬＳＩを形成しておき、集積回路が形成されていない領域に、ＲＩＥや薄膜堆積等の低温プロセスによりＭＥＭＳを作製する方法も知られている。この方法においては、ＭＥＭＳの材料として機械的特性に優れる単結晶Ｓｉを利用できるが、同様にＬＳＩの直上にＭＥＭＳを構成することができないので、Ｓｉ基板の面積効率が低くなってしまう。従って、高価な最先端ＬＳＩに適用することは、コストの観点から困難である。また、ＭＥＭＳの加工は、ＬＳＩを損傷させないものに限定されてしまう。さらに、この場合も、パッケージは別に手当する必要がある。
【０００５】
また、ＬＳＩ基板に犠牲層となるＳｉ酸化膜（ＳｉＯ２）又はスピンオンガラスを介して単結晶シリコンを貼り合わせて、ＭＥＭＳを作製する方法も知られている。この方法においては、ＭＥＭＳの加工は、同様にＬＳＩを損傷させないものに限定されてしまうと共に、ＬＳＩ基板又はＭＥＭＳに配設されているＳｉＯ２が、上記犠牲層のＳｉＯ２等のエッチングの際に損傷するおそれがあり、接合時の歩留まりの点で不利であり、さらにパッケージは別に手当する必要がある。
【０００６】
さらに、ＳｉウェハにＭＥＭＳを埋め込んで、その上にＬＳＩを作製する方法も知られている。この方法においては、ＭＥＭＳを埋め込むために成長させたＳｉは、ＭＥＭＳ上ではＬＳＩに適さない多結晶になるので、同様にＬＳＩの直上にＭＥＭＳを構成することができない。したがって、Ｓｉ基板の面積効率が低くなってしまい、高価な最先端ＬＳＩに適用することは、コストの観点から困難である。また、Ｓｉウェハに埋め込めるＭＥＭＳは材料や作製工程に制約が多い。
【０００７】
このようにして、何れの方法においても、特に最先端ＬＳＩと高性能ＭＥＭＳの組合せにおいて、ＬＳＩとＭＥＭＳのプロセス整合性を考慮する必要があるので、作製できるＭＥＭＳが限定されてしまう。例えば、ＰＺＴ等の高温プロセスを必要とするＭＥＭＳを利用することはできず、また二種以上のＭＥＭＳの集積化にも対応することができない。したがって、このようなＭＥＭＳは、チップレベルでの集積化及びパッケージングが一般的であり、そのためデバイスの小型化に限界があり、寄生容量、寄生抵抗、寄生インダクタンス等のために、高性能化にも限界がある。
【０００８】
ところで、基板にインダクタ、抵抗、コンデンサ等の受動部品を組み込んだ所謂ＬＴＣＣ（Ｌｏｗ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｆｉｒｅｄ  Ｃｅｒａｍｉｃ）基板が知られている。しかしながら、このようなＬＴＣＣ基板とＬＳＩ基板及びＭＥＭＳとの集積化は、現在のところ試みられていない。
【０００９】
これに対して、特許文献１には、少なくとも一つのＭＥＭＳ及び少なくとも一つのゲルマニウムパターン層を含む第一のＳｉ基板と、少なくとも一つのアルミニウム層及び一つの電気接点を含む第二のＳｉ基板と、を備えており、ゲルマニウム層がアルミニウム層に接合されて、強い電気的及び機械的接触を生ずることを特徴とする、ウェハ構造体が開示されている。
【００１０】
特許文献２には、ＭＥＭＳをマイクロマシンチップに対してＳＬＩＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｉｎｔｅｒｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）接合によって貼付け、次に蓋をＭＥＭＳチップにＳＬＩＤ接合によって貼付けることで構成されたＭＥＭＳベースデバイスが開示されている。
【００１１】
【特許文献１】国際公開第２００６／１０１７６９号パンフレット
【特許文献２】米国特許第６７９３８２９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１に開示された方法は、上記の表面マイクロマシニングによる集積化方法及びＳＯＩ基板を用いた集積化方法の問題点を解決できる。しかしながら、ＬＳＩに加えて複数のデバイス、つまり二種類以上のＭＥＭＳ、あるいはＭＥＭＳと受動部品を集積化することが難しい。特に、ＭＥＭＳと受動部品を集積化する場合、ＭＥＭＳと受動部品を同時に同一基板に形成する必要があり、これらのプロセス整合性を考慮する必要があるばかりか、大きなチップ面積が必要になり、小型化やコストの点でも問題がある。
特許文献１によるウェハ構造体においては、ＭＥＭＳと同時に形成した受動部品をＣＭＯＳ基板に集積化することは可能であるが、ＭＥＭＳ基板或いは隣接するＬＳＩ基板によって寄生容量が発生することになるので、高周波特性が損なわれてしまう。
さらに、貫通配線を介してＬＳＩ及びＭＥＭＳの取出し電極をチップ表面に露出させ、半田リフローによる表面実装に対応する場合、これに関して具体的な方法は文献１には説明されていないが、構造上、貫通電極をＭＥＭＳと同時に同一基板に作製する必要があり、これらのプロセス整合性を考慮する必要があるばかりか、配線と基板との間に生じる寄生容量が問題になる。
【００１３】
特許文献２によるＭＥＭＳベースデバイスにおいては、ＳＬＩＤ接合が一旦接合すると同じ接合温度では再融解しない特徴を利用しているが、ＭＥＭＳチップに関する詳細な説明がなく、ＬＳＩ基板を想定したものではない。従って、本発明とは目的，構成及び効果が異なる。仮にＬＳＩ基板に適用したとしても、特許文献１と同様の問題が起こる。
【００１４】
本発明は、上記課題に鑑み、ウェハレベルで集積回路基板及びマイクロマシン、さらにはカバーとなるＬＴＣＣ基板等を集積化することができるようにした、機能デバイス及びその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明の機能デバイスは、集積回路が配設されている集積回路基板と、集積回路基板を覆うカバー基板と、集積回路基板とカバー基板とを封止する周状の封止部と、集積回路基板とカバー基板との間に配設され集積回路基板とカバー基板の何れかに電気的に接続されるマイクロマシンと、を備えている。例えば、本発明における機能デバイスは、集積回路を配設した集積回路基板と、上記集積回路基板に対し距離を置いて対向するよう設けられたカバー基板と、上記集積回路基板と上記カバー基板との間の空間を気密的にシールするよう上記集積回路基板と上記カバー基板とを連結する封止部と、上記空間に配設され上記集積回路基板及び上記カバー基板の何れかに電気的に接続されたマイクロマシンと、を備えている。
上記第一の構成によれば、集積回路基板及びマイクロマシンは、それぞれ独立して最適化して作製可能である。即ち、集積回路基板及びマイクロマシンは、それぞれファンドリに委託して作製することができる。
従って、マイクロマシンは、集積回路基板の作製工程を考慮せずに、例えば高温処理も可能であるので、ＰＺＴ等の材料を使用したマイクロマシンを作製することも可能である。
【００１６】
集積回路基板，マイクロマシン及びカバー基板をウェハレベルで一体化して作製することが可能であると共に、集積回路基板内の集積回路の直上にマイクロマシンを配置することが可能であるので、面積効率が向上し、小型のチップサイズパッケージを構成することが可能である。
さらに、カバー基板がＳｉ基板とほぼ同じ低熱膨張率の材料から構成されているので、集積回路基板に対してカバー基板を接合したとき、熱膨張率の差に基づいて熱変化でデバイス全体が反ったり、カバー基板が集積回路基板から剥離するようなことがなく、デバイスの信頼性が向上する。
特に、マイクロマシンが陽極接合により集積回路基板又はカバー基板に対して接合される場合には、集積回路基板又はカバー基板に対する電極間距離が高精度で設定され得るので、マイクロマシンとして静電キャパシタや静電スイッチ等に適している。
【００１７】
上記構成において、好ましくは、集積回路基板の表面に設けられた周状の封止用金属パッドと封止用金属パッドに対応してカバー基板に設けられた周状の封止用金属パッドとが、封止用金属パッドの何れか一方又は双方に設けられた封止部を介して接続されている。
上記構成によれば、集積回路基板及びカバー基板により画成される内部空間が、例えば真空に保持され、又は不活性ガスで満たされることで、この内部空間内に配置されるマイクロマシンが、内部の湿気等によって化学変化を起こしたり、吸着したりするようなことがなく、確実に動作することが可能である。
【００１８】
上記構成において、好ましくは、集積回路基板が、その表面に前記集積回路からの取出し電極用の金属パッドを備えており、カバー基板が内部に受動部品を内蔵し、マイクロマシンが接合したセラミック基板であって、セラミック基板の表面には受動部品とマイクロマシンとを接合するための金属パッドとが配設され、カバー基板の金属パッドと集積回路基板の金属パッドとが、金属パッドの何れか一方又は双方に設けられた金属バンプを介して接合されている。
上記構成によれば、集積回路基板、マイクロマシン及びカバー基板がそれぞれ独立して作製された後に一体化されるので、集積回路，マイクロマシン及び受動部品を備えたデバイスを作製することができる。さらに、これら三つの要素、つまり、集積回路基板、マイクロマシン及びカバー基板は積層されているので、面積効率を高くすることができる。
【００１９】
上記構成において、好ましくは、前記集積回路基板と前記カバー基板とを所定の間隔にするために、集積回路基板又はカバー基板が、対向する基板表面側へ突出したストッパ部を備えており、ストッパ部の存在により、マイクロマシンがカバー基板又は集積回路基板の表面に接触しないように接合される。
カバー基板がガラス基板であって、マイクロマシンがガラス基板に対して接合されていてもよい。
上記構成によれば、集積回路基板とカバー基板の接合の際に、これらの基板の間の間隙が所定値以上に保持されるので、マイクロマシンの動作空間が確保され、マイクロマシンが確実に動作可能である。
【００２０】
上記目的を達成するため、本発明の機能デバイスの製造方法は、Ｓｉ基板の犠牲層上に形成されたＳｉデバイス層にマイクロマシンを作製する第一の段階と、Ｓｉ基板とほぼ同じ熱膨張率の材料から成るカバー基板の下面に、封止用及び接合用の金属パッドを形成する第二の段階と、内部に集積回路が構成された集積回路基板の上面に、接合用及び封止用の金属パッドを形成し、金属パッド上に金属バンプを形成する第三の段階と、第三の段階で形成された金属バンプの上に接合層及び封止部を形成する第四の段階と、第一の段階で作製されたマイクロマシンを、第二の段階で金属パッドを形成されたカバー基板に対して陽極接合により接合し、犠牲層をエッチングしてＳｉ基板を除去する第五の段階と、集積回路基板の上にカバー基板を載置して、封止部を用いて集積回路基板と上記カバー基板を接合し、これら集積回路基板及びカバー基板の間の領域を封止する第六の段階と、を含んでいることを特徴とする。
【００２１】
本発明の機能デバイスの別の製造方法は、Ｓｉ基板の犠牲層上に形成されたＳｉデバイス層にマイクロマシンを作製する第一の段階と、Ｓｉ基板とほぼ同じ熱膨張率の材料から成るカバー基板の下面に、封止用及び接合用の金属パッドを形成し、金属パッドの上に接合層及び封止部を形成する第二の段階と、内部に集積回路が構成された集積回路基板の上面に、接合用の金属パッド及び封止用の金属パッドを形成し、金属パッド上に金属バンプを形成する第三の段階と、第三の段階で形成された金属バンプのうち、マイクロマシンと接合する金属バンプの上に接合層を形成する第四の段階と、第一の段階で作製されたマイクロマシンを、第四の段階で接合層を形成された集積回路基板に対して金属接合により接合し、犠牲層をエッチングしてＳｉ基板を除去する第五の段階と、集積回路基板の上にカバー基板を載置して、カバー基板上の封止部を用いて集積回路基板とカバー基板とを接合し、これら集積回路基板及びカバー基板の間の領域を封止する第六の段階と、を含んでいることを特徴とする。
本発明の機能デバイスの別の製造方法において、好ましくは、前記第三の段階で金属バッド上に形成される金属バンプが、前記第六の段階で液相にならない材料で成る。
【００２２】
上記構成において、犠牲層は、好ましくは、Ｇｅ又は樹脂からなる。第六の段階が、好ましくは、真空、不活性ガス及び乾燥ガスの何れかの雰囲気中で行われる。
【００２３】
上記構成において、好ましくは、第一の段階で、マイクロマシン作製と同時に、前記集積回路基板と前記カバー基板とを所定の間隔にするためのストッパ部を形成し、第三の段階で、集積回路基板上のストッパ部に対応する金属パッド上に金属バンプを形成し、第五の段階で、このストッパ部をマイクロマシンと共に、カバー基板の下面に陽極接合によって接合し、第六の段階で、ストッパ部を集積回路基板上の対応する金属パッドに当接させる。
【００２４】
上記構成において、好ましくは、第二の段階で、カバー基板として内部に受動部品を内蔵するセラミック基板を使用して、第六の段階で、カバー基板内の受動部品を集積回路基板内の集積回路に対して接続する。
【００２５】
上記構成において、好ましくは、第二の段階で、カバー基板としてガラス基板を使用して、第五の段階で、マイクロマシンをガラス基板に移転する。
【００２６】
上記構成において、好ましくは、第二の段階で、カバー基板として、上下に貫通する貫通配線を備えたガラス基板を使用して、第六の段階で、集積回路基板内の集積回路及びマイクロマシンの取出し電極を、貫通配線を介してカバー基板の上面に露出させる。
【００２７】
上記構成において、好ましくは、第三の段階で、集積回路基板として、上下に貫通する貫通配線を備えた集積回路基板を使用して、第六の段階で、集積回路基板内の集積回路及びマイクロマシンの取出し電極を、貫通配線を介して集積回路基板の下面に露出させる。
【００２８】
上記構成によれば、機能デバイスを、集積回路基板，マイクロマシン及びカバー基板をそれぞれ独立して最適化して作製することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、ウェハレベルで集積回路基板及びマイクロマシン、さらには受動回路をも内蔵できるカバー基板を積層して集積化することができるようにした、機能デバイスを構成することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図面に示した実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明による機能デバイス１０の第１の実施形態を示している。
図１において、機能デバイス１０は、集積回路が配設されている集積回路基板（以下、ＬＳＩ基板と呼ぶ）１１と、ＬＳＩ基板１１を覆うカバー基板１３と、ＬＳＩ基板１１とカバー基板１３とを接合する周状の封止部１４と、ＬＳＩ基板１１とカバー基板１３との間に配設され、ＬＳＩ基板１１とカバー基板１３の何れかに電気的に接続されるマイクロマシン１２と、を備えており、封止部１４によって少なくともマイクロマシン１２が封止されている。
【００３１】
ＬＳＩ基板１１は、公知の構成であって、半導体基板の表面に構成された集積回路（以下、ＬＳＩと呼ぶ）を備えている。即ち、ＬＳＩ基板１１は、例えば多層の配線層と、これらの配線層中あるいは配線層間に構成された各種素子と、を含んでいる。さらに、ＬＳＩ基板１１は、その上面に、ＬＳＩからの取出し電極としての金属パッド１１ａ，間隙調整用の金属パッド１１ｃ及び封止のための周状の金属パッド１１ｂを備えている。金属パッド１１ａ，１１ｃ上には、さらに表面にめっき等により金属バンプ１１ｄ，１１ｆが形成されている。封止用の周状の金属パッド１１ｂ上には、表面にめっき等により周状の金属バンプ１１ｅが形成されている。ここで、金属パッド１１ｂは、ＬＳＩ基板１１の表面においてその輪郭に沿って設けられて周状に形成されており、例えばＬＳＩ基板１１が四角形であれば金属パッド１１ｂはＬＳＩ基板１１の周縁に沿って矩形の枠型に形成される。
【００３２】
ここで、本発明のＬＳＩ基板１１は、半導体の種類、集積規模や最小加工寸法を問わない。つまり、マイクロマシン１２と組み合わせて使用することができる機能を有する集積回路であれば、如何なる集積回路でもよい。
【００３３】
ＭＥＭＳ１２は、図示の場合、静電可変キャパシタであって、デバイス層１２ａの凹陥部１２ｂ内に形成された二つの電極１２ｃ，１２ｄから構成されており、後述するように作製される。
【００３４】
ＭＥＭＳ１２は、後述するカバー基板１３の下面に対して陽極接合によってカバー基板と接合されており、カバー基板１３の下面に設けられた対応する金属パッド１３ｅに対して、電極１２ｃ，１２ｄが接合され、機械的に固定されると共に、電気的に接続される。
【００３５】
ここで、ＭＥＭＳ１２は、シリコン（Ｓｉ）等からなる基板上に形成された後、カバー基板１３に対して移転（トランスファとも呼ぶ）される。後述するＭＥＭＳ用基板を用い、そのＳｉ基板上にＭＥＭＳ１２となるデバイス層１２ａが形成される際に、同時にストッパ部１２ｅをＳｉ基板上に形成してもよい。このストッパ部１２ｅは、ＭＥＭＳ１２のカバー基板１３へのトランスファの際に、同様にカバー基板１３の下面に対して陽極接合によりトランスファされる。
【００３６】
カバー基板１３は、Ｓｉ基板とほぼ同じ熱膨張率の材料から成る基板である。カバー基板１３には、セラミック基板、ガラス基板等を使用することができる。特に、低熱膨張率の低温焼成セラミック基板（Ｌｏｗ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｆｉｒｅｄ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ、以下、ＬＴＣＣ基板と呼ぶ）を用いることができる。具体的には、ＬＴＣＣ基板１３は、陽極接合可能な低熱膨張率基板、即ちＳｉ基板とほぼ同じ熱膨張率の材料から成る。ＬＴＣＣ基板１３は、基板１３ａと、基板１３ａ内部に内蔵された縦配線、横配線、それらに接続されたインダクタ１３ｂ等の受動部品と、から構成されてもよい。
これにより、ＬＴＣＣ基板１３にＭＥＭＳ１２が陽極接合によって、静電隙間が高精度で形成される。
【００３７】
さらに、ＬＴＣＣ基板１３は、その上面に、実装用の金属パッド１３ｃを備えていると共に、その下面に、ＬＳＩ基板１１との接合用の金属パッド１３ｄとＭＥＭＳ１２との接合用の金属パッド１３ｅと封止のための周状の金属パッド１３ｆとを備えている。
ここで、金属パッド１３ｆは、ＬＴＣＣ基板１３の表面（下面）においてその輪郭に沿って設けられて周状に形成されており、例えばＬＴＣＣ基板１３が四角形であれば金属パッド１３ｆはＬＴＣＣ基板１３の周縁に沿って矩形の枠型に形成される。また、金属パッド１３ｆは、ＬＳＩ基板１１の金属パッド１１ｂと対向するように、ＬＴＣＣ基板１３の表面（下面）に設けられる。
これにより、ＬＴＣＣ基板１３の金属パッド１３ｄ及び１３ｆが、ＬＳＩ基板１１の金属パッド１１ａ，１１ｂに対して、それぞれ所謂ＴＬＰ（Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｐｈａｓｅ）接合，高温半田接合又は金属拡散接合等の金属接合によって貼り付けられ、封止される。具体的には、ＬＳＩ基板１１とＬＴＣＣ基板１３との間隔を一定にした状態でＬＳＩ基板１１とＬＴＣＣ基板１３との間の空間を気密的にシールするようＬＳＩ基板１１とＬＴＣＣ基板１３とを接合部１４（封止部１４とも呼ぶ）を介して連結する。その際、封止作業が真空中、不活性ガス雰囲気中、あるいは乾燥ガス中で行われることによりＬＳＩ基板１１及びＬＴＣＣ基板１３の間の間隙が封止され、ＭＥＭＳ１２が真空中、不活性ガス中、あるいは乾燥ガス中に配置される。この場合、接合部１４を集積回路基板１１の外周部に設け、接合部１４によって集積回路基板１１を封止するようにしてもよい。
【００３８】
具体的には、ＬＳＩ基板１１の周状の金属バンプ１１ｅ上には、金属からなる周状、即ちＬＳＩ基板１１及びＬＴＣＣ基板１３の外周縁に沿った四角型の枠状の封止部１４が形成されており、ＬＳＩ基板１１の金属バンプ１１ｄ上には、ＬＴＣＣ基板１３との金属パッド１３ｄとを接続するための接合層１５が形成されている。封止部１４及び接合層１５は同じ工程で形成することができる。ＬＳＩ基板１１上にＬＴＣＣ基板１３が載置され、加熱により封止部１４及び接合層１５が液相化した状態で、ＬＴＣＣ基板１３がＬＳＩ基板１１に対して押圧される。その際、ＬＴＣＣ基板１３の下面に設けたストッパ部１２ｅが、ＬＳＩ基板１１上の金属パッド１１ｃ上の金属バンプ１１ｆに当接することによって、ＬＳＩ基板１１とＬＴＣＣ基板１３との間隙が、所定値以下にはならないように規制される。
【００３９】
本発明の第１の実施形態に係る機能デバイス１０は、以上のように構成されており、図２及び図３に示す製造方法によって作製することができる。
図２及び図３は、図１の機能デバイス１０の製造方法を順次に示す概略断面図である。
図２（Ａ）において、先ず、ＭＥＭＳ用Ｓｉ基板２１にＭＥＭＳ１２を作製する。ＭＥＭＳ１２は、具体的には、後述する図４及び図５に示すように、ゲルマニウム（Ｇｅ）層付きＳＯＩ基板２２と酸化膜付きのＳｉ基板２３とを用いて作製される。ＭＥＭＳ用Ｓｉ基板２１は、図示の場合、紙面上方から下方へ向かって、後述するＳｉデバイス層に形成されたストッパ部１２ｅを含むＭＥＭＳ１２とＧｅ層２２ｄとＳｉＯ２層２３ｂとＳｉ基板２３とＳｉＯ２層２３ａとからなる積層構造を有している。
ここで、ＭＥＭＳ用Ｓｉ基板２１として、ＳＯＩ基板単体を使用すると、ＬＴＣＣ基板１３にトランスファした後に絶縁層を除去する際にＬＴＣＣ基板１３がエッチングされるおそれがあるので、ＳＯＩ基板は使用しない。
なお、ＭＥＭＳ用Ｓｉ基板２１の積層構造を、上記各層の間に斜線を入れ、Ｓｉデバイス層／Ｇｅ／ＳｉＯ２／Ｓｉ基板／ＳｉＯ２と表記する。
【００４０】
次に、図２（Ｂ）に示すように、ＬＴＣＣ基板１３を用意して、ＬＴＣＣ基板１３の上面に実装用の金属パッド１３ｃを形成すると共に、下面にＭＥＭＳ接合用の金属パッド１３ｅ，ＬＳＩ基板１１の接合用の金属パッド１３ｄ及び封止用の金属パッド１３ｆを形成する。
【００４１】
続いて、図２（Ｃ）に示すように、ＭＥＭＳ１２を有するＭＥＭＳ用Ｓｉ基板２１と、ＬＴＣＣ基板１３を重ね合わせて、陽極接合によって接合する。これにより、ＭＥＭＳ１２の電極１２ｃ，１２ｄがＬＴＣＣ基板１３の金属パッド１３ｅに接触し、電気的に接続される。この場合、ＭＥＭＳ１２は、封止部１４を介さずに、直接にＬＴＣＣ基板１３に対して陽極接合により接合されるので、ＭＥＭＳ１２とＬＴＣＣ基板１３との間隙、即ち電極１２ｃ，１２ｄと電極パッド１３ｅとの間の距離を精密に制御することが可能であり、高精度で静電可変キャパシタのような静電デバイスを構成することができる。
ここで、ＭＥＭＳ１２とＬＴＣＣ基板１３との接合に、特に接合の際に液相になる封止部１４を設けた場合には、上記間隙を精密に制御することは困難である。従って、ＭＥＭＳ１２とＬＴＣＣ基板１３との間の電極間距離を高精度に設定する必要があるデバイスの場合には、ＭＥＭＳ１２とＬＴＣＣ基板１３とを陽極接合によって接合することが好ましい。
【００４２】
その後、図２（Ｄ）に示すように、ＭＥＭＳ用Ｓｉ基板２１からＳｉ基板２３を除去する。この場合、ＭＥＭＳ用Ｓｉ基板２１がＳｉデバイス層／Ｇｅ／ＳｉＯ２／Ｓｉ基板／ＳｉＯ２から成る場合には、Ｇｅ層２２ｄを過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）等のエッチング液で選択的にエッチングすることで、Ｓｉ基板２３を除去することができる。これにより、ＭＥＭＳ用Ｓｉ基板２１に作製されたＭＥＭＳ１２が、ＬＴＣＣ基板１３に移転される。
【００４３】
次に、図３（Ａ）に示すようにＬＳＩ基板１１を用意して、上面にＬＳＩ基板１１からの取出し電極としての金属パッド１１ａ，封止のための金属パッド１１ｂ及び間隙調整用の金属パッド１１ｃを形成する。
【００４４】
続いて、図３（Ｂ）に示すように、ＬＳＩ基板１１上の各金属パッド１１ａ，１１ｂ，１１ｃ上に、それぞれめっき、あるいはバリア層が必要な場合には蒸着又はスパッタによって金属バンプ１１ｄ，１１ｅ，１１ｆを形成する。
その後、図３（Ｃ）に示すように、金属バンプ１１ｄ，１１ｅ，１１ｆのうち、接合及び封止用の金属バンプ１１ｄ，１１ｅ上に、めっき又はスクリーン印刷等によって封止部１４及び接合層１５を形成する。
【００４５】
ここで、金属バンプ１１ｄ，１１ｅ，１１ｆの材料は、封止部１４及び接合部１５の材料に関連して、後の実装工程で液相にならない材料が使用される。金属バンプ１１ｄ等と封止部１４あるいは接合層１５との組合せとしては、例えば、金属バンプ１１ｄがＮｉからなり、封止部１４がＡｕとＩｎとの合金からなる。この組合わせを、金属バンプ１１ｄ｜封止部１４、例えばＮｉ｜Ａｕ／Ｉｎとして表わす。他の金属バンプ１１ｄ等と封止部１４との組合せとしては、Ｎｉ｜Ａｇ／Ｉｎ，Ｎｉ／Ｐｔ｜Ｎｉ／Ｓｎ，Ｎｉ／Ｐｔ｜Ｃｕ／Ｓｎ，Ｎｉ／Ｐｔ｜Ａｕ／Ｓｎ，Ｎｉ／Ｐｔ｜Ｎｉ／Ｓｎ等を使用することができる。何れの組合せにおいても、封止部１４及び接合部１５は、Ａｕ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｃｕと低融点金属であるＩｎ，Ｓｎとの組合せになっている。封止部１４及び接合部１５は４００℃以下で液相になるが、一旦液相に成った後、合金を作ると融点が高くなって、４００℃以下では液相にならず、機能デバイス１０の実装の際の半田リフローに耐えられることになる。これをＴＬＰ接合と呼ぶ。
【００４６】
最後に、図３（Ｄ）に示すように、ＬＴＣＣ基板１３とＬＳＩ基板１１とを例えば４００℃以下の温度で、ＴＬＰ接合，高温半田接合等の半田リフローに耐えられる接合方法で、接合する。この際、封止部１４及び接合部１５が液相となって、ＬＴＣＣ基板１３がＬＳＩ基板１１に対して接近するが、ＬＴＣＣ基板１３側に固定されたストッパ部１２ｅが、ＬＳＩ基板１１側の金属バンプ１１ｆに当接する。従って、ＬＴＣＣ基板１３はＬＳＩ基板１１に対して、それ以上は接近することがなく、ＬＳＩ基板１１とＬＴＣＣ基板１３との間隙がストッパ部１２ｅの高さで規制、つまり保持される。
これにより、ＭＥＭＳ１２がＬＳＩ基板１１の表面に接触することがなく、ＬＳＩ基板１１に対して所定値以上の間隙を保持して、ＭＥＭＳ１２のための空隙を確保することができる。さらに、ＬＳＩ基板１１とＭＥＭＳ１２との間隙を、静電容量検出や静電駆動のために利用することもできる。
【００４７】
上記の接合作業は、好ましくは、真空中又は不活性ガス雰囲気中で行われる。これにより、ＬＳＩ基板１１とＬＴＣＣ基板１３の間に封止された内部空間が真空になり、又は不活性ガスが満たされる。従って、ＬＳＩ基板１１とＬＴＣＣ基板１３の間の内部空間の湿気によって、ＭＥＭＳ１２の少なくとも一部が化学変化したり、吸着したりしてしまうようなことがないので、ＭＥＭＳ１２の機械的及び電気的な動作が妨げられることがなく、ＭＥＭＳ１２が円滑に動作することができる。
【００４８】
以上で、機能デバイス１０が完成する。さらに、図３（Ｄ）のＳｉ基板１１の下面側を研磨することによってＬＳＩ基板１１を薄くして、機能デバイス１０全体を薄くすることも可能である。
【００４９】
上述した図２（Ａ）におけるＳｉデバイス層／Ｇｅ／ＳｉＯ２／Ｓｉ基板／ＳｉＯ２から成るＭＥＭＳ用Ｓｉ基板２１上におけるＭＥＭＳ１２の作製について説明する。
図４及び図５は、図２（Ａ）に示すＭＥＭＳ１２の製造方法の一例を順次に示す概略断面図である。
即ち、図４（Ａ）に示すように、ＳＯＩ基板２２を用意する。このＳＯＩ基板２２は、上側から順に、Ｓｉデバイス層２２ａ，ＳｉＯ２層２２ｂ，Ｓｉハンドル層２２ｃから構成されている。このＳＯＩ基板２２のＳｉデバイス層２２ａの表面に犠牲層２２ｄとなるＧｅ層を、スパッタ法、蒸着法、化学的気相堆積法等で成膜する。また、必要に応じて、Ｇｅ層２２ｄの表面を平坦化してもよい。犠牲層２２ｄの材料としては、Ｇｅ以外には、耐熱性の樹脂、例えばポリイミド樹脂を用いることができる。
【００５０】
次に、図４（Ｂ）に示すように、Ｓｉ基板２３を別に用意して、このＳｉ基板２３の両面を熱酸化して、ＳｉＯ２層２３ａ，２３ｂを形成する。
【００５１】
次に、図４（Ｃ）に示すように、Ｓｉ基板２３の上に、ＳＯＩ基板２２を反転させて載置し、直接接合する。なお、必要であれば、接合前に、接合面のプラズマ活性化を行なっておく。続いて、図４（Ｄ）に示すように、ＳＯＩ基板２２のＳｉハンドル層２２ｃを研削及びドライエッチング等によって除去する。これにより、ＭＥＭＳ用Ｓｉ基板２１が完成する。
【００５２】
次に、ＭＥＭＳ用Ｓｉ基板２１の犠牲層２２ｄ上のＳｉデバイス層２２ａにＭＥＭＳ１２を、以下のようして作製する。
先ず、図４（Ｅ）に示すように、上面に露出しているＳｉＯ２層２２ｂをパターンニングし、マスクを作製する。
次に、図５（Ａ）に示すように、Ｓｉデバイス層２２ａをＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）等でエッチングし、ＭＥＭＳ１２の凹陥部１２ｂを形成する。
次に、図５（Ｂ）に示すように、マスクとなるＳｉＯ２層２２ｂをフッ化水素（ＨＦ）で半分の厚さまでエッチングした後、Ｓｉデバイス層２２ａを、フッ化水素と硝酸（ＨＮＯ３）と酢酸（ＣＨ３ＯＯＨ）との混液からなるエッチング液によりエッチングする。
【００５３】
その後、図５（Ｃ）に示すように、下面を図示しないフォトレジストで保護して、上面のＳｉＯ２層２２ｂのマスクを除去し、リフトオフによって、凹陥部１２ｂ内に二つの電極１２ｃ，１２ｄを形成する。
次に、図５（Ｄ）に示すように、ＭＥＭＳ１２の領域及びストッパ部１２ｅの領域に、レジストパターン２４を形成して、ＲＩＥによりエッチングして、ＭＥＭＳ１２及びストッパ部１２ｅを形成する。
最後に、図５（Ｅ）に示すように、レジストパターン２４を除去する。
これにより、図２（Ａ）に示したＭＥＭＳ用Ｓｉ基板２１にＭＥＭＳ１２及びストッパ部１２ｅを形成することができる。
【００５４】
本発明による機能デバイス１０は、以上のように構成され、上記のように製造されるので、ＬＳＩ基板１１，ＭＥＭＳ１２及びＬＴＣＣ基板１３は、それぞれ独立して最適化して作製することができる。
この際、ＬＴＣＣ基板１３をＬＳＩ基板１１に積層して集積化する場合には、ＬＴＣＣ基板１３を例えばＳｉ基板とほぼ同じ熱膨張係数の材料から成る基板により作製すれば、昇温接合時の熱膨張係数の差に基づく剥離、割れ、反り等を回避することができる。さらに、ＬＳＩ基板１１に熱膨張率を合わせたＬＴＣＣ基板１３へ昇温時可動になるナトリウムイオンやリチウムイオン等のイオンを添加すると、昇温して電圧をかけてＳｉ基板等に接合する、所謂陽極接合が可能になる。陽極接合は封止性に優れ、接合部１５を介さないで接合できるために精度や信頼性の面でも優れた接合方法であるので、機能デバイス１０の信頼性を高めることができる。
従って、例えば高温処理を必要とする例えばＰＺＴ等の材料をＭＥＭＳ１２に使用することも可能である。また、ＬＳＩ基板１１，ＭＥＭＳ１２及びＬＴＣＣ基板１３をそれぞれ別のファンドリに委託して作製し、これらの部材を図２及び図３の工程で組み立てることによっても製作が可能である。
さらに、ＬＳＩ基板１１，ＭＥＭＳ１２及びＬＴＣＣ基板１３をウェハレベルで一体化して作製することが可能であると共に、ＬＳＩ基板１１のＬＳＩ上にＭＥＭＳ１２とＬＴＣＣ基板１３に内蔵された受動部品１３ｂとを配置することが可能であるので、面積効率が向上し、小型のチップサイズパッケージとして構成することができる。
【００５５】
ＬＴＣＣ基板１３の上に実装用パッドとなる金属パッド１３ｃが出ているので、ウェハレベルでの完成後に、ダイシングによって個々の機能デバイス１０に分割し、そのままプリント基板等に実装することができる。この場合、ＬＳＩ基板１１及びＬＴＣＣ基板１３の接合は、ＴＬＰ接合，高温半田接合又は金属拡散接合により行れているので、機能デバイス１０の実装時の半田リフローに耐えることができる。
さらに、ＬＴＣＣ基板１３が低熱膨張率の材料から成る基板を使用していることから、ＬＳＩ基板１１に対して接合しても、ＬＳＩ基板１１を構成するＳｉ基板とほぼ同じ熱膨張率であるので、機能デバイス１０が熱変化によって応力が生じたり、反ったりするようなことがなく、ＬＳＩ基板１１からのＬＴＣＣ基板１３の剥離を回避することができる。
【００５６】
（第２の実施形態）
図６は、本発明による機能デバイス３０の第２の実施形態の構成を示している。
図６において、機能デバイス３０は、図１に示した機能デバイス１０とほぼ同様の構成であるが、ＭＥＭＳ１２が圧電振動子として構成されており、ＭＥＭＳ１２がＬＴＣＣ基板１３に対して陽極接合ではなく、ＴＬＰ接合又は金属拡散接合に変更した点でのみ異なる構成になっている。
【００５７】
この場合、ＭＥＭＳ１２とＬＴＣＣ基板１３の接合部において、ＬＴＣＣ基板１３側の金属パッド１３ｄ，１３ｆ上に、集積回路との接合用の金属バンプ１３ｇが形成され、さらに金属バンプ１３ｇ上に接合層１５が形成されている。ＬＴＣＣ基板１３側の周状の封止用金属パッド１３ｆ上に、周状の封止用金属バンプ１３ｉが形成され、さらに金属バンプ１３ｉ上に封止部１４が形成されている。
ここで、封止部１４は、前述した封止部１４と同様に構成されており、金属バンプ１３ｉに対してＴＬＰ接合又は金属拡散接合により接合される。
【００５８】
このような構成の機能デバイス３０によれば、図１に示した機能デバイス１０と同様に作用すると共に、封止部１４は、一旦液相になって硬化した後は、融点が高くなるので、ＬＳＩ基板１１とＬＴＣＣ基板１３との接合の際、あるいは機能デバイス３０の実装の際に液相になることはない。
なお、封止部１４が液相になることによって、ＭＥＭＳ１２とＬＴＣＣ基板１３の間の電極間距離を精密に制御することが困難であるので、この電極間距離を静電ギャップとして利用するような例えば静電キャパシタ等は不適である。
【００５９】
（第３の実施形態）
図７は、本発明に機能デバイス４０の第３の実施形態の構成を示している。
図７において、機能デバイス４０は、図６に示した機能デバイス３０とほぼ同じ構成であるが、ＭＥＭＳ１２がＬＳＩ基板１１に対して接合されている点でのみ異なる構成になっている。この場合、ストッパ部１２ｅもＬＳＩ基板１１側に接合されている。このような構成の機能デバイス４０によれば、図６に示した機能デバイス３０と同様に作用する。
【００６０】
（第４の実施形態）
図８は、本発明による機能デバイス５０の第４の実施形態の構成を示している。
図８において、機能デバイス５０は、図７に示した機能デバイス４０とほぼ同じ構成であるが、ＬＴＣＣ基板１３の代わりに、ガラス基板５１を備えている点でのみ異なる構成になっている。ガラス基板５１は、ＬＳＩ基板１１のＳｉ基板と同様な熱膨張係数を有している材料からなる。このようなガラス基板５１の材料としては、パイレックス（登録商標）ガラスを用いることができる。
【００６１】
ガラス基板５１は、ＬＳＩ基板１１からの接合用の金属パッド５１ａをガラス基板５１の上面の実装用の金属パッド５１ａに接続するために貫通配線５１ｂを備えている。ガラス基板５１は、その下面のＭＥＭＳ１２に対応する領域に凹陥部５１ｃを備えている。これにより、ＬＳＩ基板１１に対してガラス基板５１を接合する際に、封止部１４を薄くしても、ＭＥＭＳ１２がガラス基板５１の下面に当接することがない。従って、ＭＥＭＳ１２はストッパ部１２ｅを備える必要がない。
【００６２】
なお、図１の第一の実施形態におけるＬＴＣＣ基板１３をガラス基板５１に変えただけの構成では、ストッパ部１２ｅによってＭＥＭＳ１２のための空隙が確保されるので、この凹陥部５１ｃは省略してもよい。
【００６３】
図９及び図１０は、上述したガラス基板５１を備えた機能デバイス５０の製造方法を示している。
図９（Ａ）において、先ず、図４及び図５で説明したＭＥＭＳ用Ｓｉ基板２１を用い、このＭＥＭＳ用Ｓｉ基板２１上にＭＥＭＳ１２を作製する。ここでは、ＭＥＭＳ１２の例として圧電振動子を示している。
【００６４】
次に、図９（Ｂ）に示すように、ＬＳＩ基板１１を用意して、上面にＬＳＩからの取出し電極としての金属パッド１１ａと封止のための金属パッド１１ｂとを形成する。
続いて、図９（Ｃ）に示すように、ＬＳＩ基板１１上の各金属パッド１１ａ，１１ｂ上に、それぞれめっき、あるいはバリア層が必要な場合には蒸着又はスパッタによって金属バンプ１１ｄ，１１ｅを形成する。
その後、図９（Ｃ）に示すように、ＭＥＭＳ１２の接合用の金属バンプ１１ｄ上に、めっき又はスパッタ法等によって封止部５２を形成する。封止部５２はＭＥＭＳ１２の表面（下面）においてその輪郭に沿って設けられるように周状に形成され、例えばＭＥＭＳ１２が四角形であれば封止部５２はＭＥＭＳ１２の周縁に沿った矩形の枠型に形成される。
ここで、金属バンプ１１ｄ及び封止部５２の材料は、後述するガラス基板５１とＬＳＩ基板１１との接合の際に再溶解しないＴＬＰ接合や金属拡散接合（Ａｕ−Ａｕ接合，Ａｌ−Ａｌ接合等）となるような材料が選択される。
なお、ＴＬＰ接合の場合には、封止部５２が液相となるため、ＭＥＭＳ１２とＬＳＩ基板１１との電極間距離を接密に制御することが困難であるので、この電極間距離を静電ギャップとして利用するようなＭＥＭＳ１２は不適である。
【００６５】
次に、図９（Ｄ）に示すように、ＭＥＭＳ１２を有するＭＥＭＳ用Ｓｉ基板２１を反転させて、ＬＳＩ基板１１上に載置して、ＴＬＰ接合又は金属拡散接合により接合する。これにより、ＭＥＭＳ１２がＬＳＩ基板１１に対して電気的に接続される。
【００６６】
次に、図９（Ｅ）に示すように、ＭＥＭＳ用Ｓｉ基板２１からＳｉ基板２３を除去する。この場合、ＭＥＭＳ用Ｓｉ基板２１がＳｉデバイス層／Ｇｅ／ＳｉＯ２／Ｓｉ基板／ＳｉＯ２から成る場合には、Ｇｅ層２２ｄをＨ２Ｏ２等で選択的にエッチングすることで、Ｓｉ基板２３を除去することができる。これにより、ＭＥＭＳ用Ｓｉ基板２１に作製されたＭＥＭＳ１２が、ＬＳＩ基板１１に移転される。
【００６７】
次に、図１０（Ａ）に示すように、貫通配線付きのガラス基板５１を用意して、上面の貫通配線５１ｂの領域に実装用の金属パッド５１ａを形成すると共に、下面の貫通配線５１ｂの領域に、ＬＳＩ基板１１の接合用の金属パッド５１ｄを、そして周縁付近に封止用の金属パッド５１ｅを形成する。
【００６８】
さらに、図１０（Ａ）に示すように、ガラス基板５１の下面のＭＥＭＳ１２に対応する領域へ、例えば深さ数μｍ〜十数μｍ程度の凹陥部５１ｃを加工する。
なお、この凹陥部５１ｃの加工は後続の封止部５２の成形後に行うようにしてもよい。
【００６９】
次に、図１０（Ｂ）に示すように、ガラス基板５１の下面の金属パッド５１ｄ，５１ｅ上にそれぞれめっきやスクリーン印刷によって封止部５４ａ及びバンプ５４ｂを形成する。
ここで、封止部５４ａは、ガラス基板５１の外周縁に沿った四角型の枠状に形成されている。
最後に、図１０（Ｃ）に示すように、ガラス基板５１とＬＳＩ基板１１とを、例えば４００℃以下の温度で、ＴＬＰ接合，高温半田接合等の半田リフローに耐えられる接合方法で接合する。
【００７０】
接合作業は、好ましくは、真空中又は不活性ガス雰囲気中で行われる。これにより、ＬＳＩ基板１１とガラス基板５１の間に封止された内部空間が真空になり、又は不活性ガスが満たされる。従って、ＬＳＩ基板１１とガラス基板５１の間の内部空間の湿気によって、ＭＥＭＳ１２の少なくとも一部が化学変化したり、吸着したりしてしまうようなことがないので、ＭＥＭＳ１２の機械的や電気的な動作が妨げられることがなく、ＭＥＭＳ１２を円滑に動作させることができる。
【００７１】
（第５の実施形態）
図１１は、本発明による機能デバイス６０の第５の実施形態の構成を示している。
図１１において、機能デバイス６０は、図８に示した機能デバイス５０とほぼ同様の構成であるが、ガラス基板５１が貫通配線５１ｂを備えておらず、ＬＳＩ基板１１に貫通配線６１が設けられており、ＬＳＩ基板１１からの実装用の取出し電極が、ＬＳＩ基板１１の下面に形成された金属パッド６２により構成されている。
【００７２】
このような構成の機能デバイス６０によれば、加工が難しいガラス基板５１に貫通配線１５ｂを設ける必要がないので、ガラス基板５１の作製は専業メーカに委託しなくてもよい。一方、ＬＳＩ基板１１の貫通配線には、メモリ用集積回路等の積層のための技術を利用できるので、機能デバイス６０のコストを低減することができる。
【００７３】
（第６の実施形態）
図１２は、本発明による機能デバイス７０の第６の実施形態の構成を示している。
図１２において、機能デバイス７０は、図１に示した機能デバイス１０と図７に示した機能デバイス４０とを組み合わせた構成、即ちＬＴＣＣ基板１３側及びＬＳＩ基板１１側の双方にＭＥＭＳ７１，７２が接合されている点でのみ異なる構成になっている。図１２では、ＭＥＭＳ７１，７２の基板面内方向の位置が重なっていないが、重なっていてもよい。この場合、チップ面積をさらに低減することができる。
【００７４】
ＭＥＭＳ７１は、図６に示した機能デバイス３０におけるＭＥＭＳ１２と同じ構成であって、例えば静電可変キャパシタ又は静電スイッチとして構成されており、ＭＥＭＳ７２は図７に示した機能デバイス４０におけるＭＥＭＳ１２と同じ構成であって、例えば圧電振動子として構成されている。
【００７５】
図１３は、機能デバイス７０の製造方法を示している。図１３（Ａ）において、図２（Ａ）〜（Ｄ）に示すと同様にして、ＭＥＭＳ７１を備えたＬＴＣＣ基板１３が作製される。
【００７６】
次に、図１３（Ｂ）に示すように、ＬＴＣＣ基板１３の各接合用の金属パッド１３ｄ，１３ｆ上に金属バンプ１３ｇ，１３ｉ、そして封止部１４及び接合層１５を形成する。この際、金属パッド１３ｄ，１３ｆを除くＬＴＣＣ基板１３上にフォトレジスト７３をパターニングして、めっきによるバンプ形成のためのモールドとする。
その後、図１３（Ｃ）に示すように、フォトレジスト７３を除去する。
【００７７】
次に、図１３（Ｄ）において、図９（Ａ）〜（Ｅ）に示すと同様にして、ＭＥＭＳ７２を備えたＬＳＩ基板１１が作製される。
最後に、図１３（Ｃ）のＬＴＣＣ基板１３と図１３（Ｄ）のＬＳＩ基板１１とを、ＴＬＰ接合又は高温半田接合によって接合する。
これにより、機能デバイス７０が完成する。
【００７８】
このような構成の機能デバイス７０によれば、ＬＳＩ基板１１側にもＬＴＣＣ基板１３側にもＭＥＭＳ７１，７２を設けることができる。従って、二種類のＭＥＭＳ７１，７２、即ち静電可変キャパシタ又は静電スイッチとしてのＭＥＭＳ７１と、圧電振動子としてのＭＥＭＳ７２と、ＬＴＣＣ基板１３に設けられた受動部品１３ｂとを、ＬＳＩ基板１１と共に、一つの機能デバイス７０中に集積化して、ウェハレベルでのパッケージングが可能である。
【００７９】
以上述べたように、本発明によれば、ウェハレベルでＬＳＩ基板１１及びＭＥＭＳ１２さらにはＬＴＣＣ基板１３を集積化することができるようにした、極めて優れた機能デバイス１０，３０，４０，５０，６０，７０が提供される。
【００８０】
上記の実施形態においては、カバー基板１３の金属パッド１３ｃ等とＬＳＩ基板１１の金属パッド１１ａとを、金属バンプ１１ｄ等を介して接合しているが、金属バンプ１１ｄは、カバー基板１３の金属パッド１３ｃ、ＬＳＩ基板１１の金属パッド１１ａの何れか一方又は双方に設けることができる。
【００８１】
本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において様々な形態で実施することができる。例えば、上述した実施形態においては、ＬＴＣＣ基板１３に、受動部品１３ｂとして、インダクタが内蔵されているが、これに限らず、他の受動部品１３ｂ、例えば抵抗やコンデンサを内蔵することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明による機能デバイスの第１の実施形態の構成を示す概略断面図である。
【図２】図１の機能デバイスの本発明による製造方法を順次に示す概略断面図である。
【図３】図１の機能デバイスの本発明による製造方法を順次に示す概略断面図である。
【図４】図２（Ａ）に示すＭＥＭＳの製造方法の一例を順次に示す概略断面図である。
【図５】図２（Ａ）に示すＭＥＭＳの製造方法の一例を順次に示す概略断面図である。
【図６】本発明による機能デバイスの第２の実施形態の構成を示す概略断面図である。
【図７】本発明による機能デバイスの第３の実施形態の構成を示す概略断面図である。
【図８】本発明による機能デバイスの第４の実施形態の構成を示す概略断面図である。
【図９】図８の機能デバイスの本発明による製造方法を順次に示す概略断面図である。
【図１０】図８の機能デバイスの本発明による製造方法を順次に示す概略断面図である。
【図１１】本発明による機能デバイスの第５の実施形態の構成を示す概略断面図である。
【図１２】本発明による機能デバイスの第６の実施形態の構成を示す概略断面図である。
【図１３】図１２の機能デバイスの製造方法を順次に示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００８３】
１０，３０，４０，５０，６０，７０：機能デバイス
１１：集積回路基板
１１ａ，１１ｃ：金属パッド
１１ｂ：封止用金属パッド
１１ｄ，１１ｆ：金属バンプ
１１ｅ：封止用金属パンプ
１２：マイクロマシン（ＭＥＭＳ）
１２ａ：デバイス層
１２ｂ：凹陥部
１２ｃ，１２ｄ：電極
１２ｅ：ストッパ部
１３：カバー基板（ＬＴＣＣ基板）
１３ａ：基板
１３ｂ：受動部品（インダクタ）
１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ：金属パッド
１３ｆ：封止用金属パッド
１３ｇ：接合用金属バンプ
１３ｉ：封止用金属バンプ
１４：封止部
１５：接合層
２１：ＭＥＭＳ用Ｓｉ基板
２２：ＳＯＩ基板
２２ａ：Ｓｉデバイス層
２２ｂ：ＳｉＯ２層
２２ｃ：Ｓｉハンドル層
２２ｄ：犠牲層（Ｇｅ層）
２３：Ｓｉ基板
２３ａ，２３ｂ：ＳｉＯ２層
２４：レジストパターン
５１：ガラス基板
５１ａ，５１ｄ，５１ｅ：金属パッド
５１ｂ：貫通配線
５１ｃ：凹陥部
５２：封止部
６１：貫通配線
６２：金属パッド
７１，７２：ＭＥＭＳ
７３：フォトレジスト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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